Gli acciai inossidabili sono
delle leghe a base di ferro, di cromo e di carbonio ed anche di altri elementi
quali il nichel, il molibdeno, il silicio, il titanio, che li rendono particolarmente
resistenti alla corrosione. Secondo la normativa si definiscono inossidabili
quelli in cui la percentuale di cromo è almeno pari al 11%. Possiamo
distinguere gli acciai inossidabili in tre famiglie in base alla struttura
metallurgica che li contraddistingue:
- Martensitici, induribili
con un trattamento termico
- Ferritici, a
struttura ferritica stabile indipendentemente dalla temperatura
- Austenitici, a
struttura austenitica stabile indipendentemente dalla temperatura.
Schaeffler ha riportato in
un diagramma che prende il suo nome, l’influenza dei vari elementi
in lega in merito alla definizioni prima date, definendo due formule a riguardo
del contenuto equivalente di nichel e cromo con i vari elementi:
Cr eq. = %Cr + %Mo + 1,5%Si
+ 0,5%Nb
NI eq. = %NI + 30%C
+ 0,5%Mn
Dall’analisi delle varie
possibilità, si può concludere che:
Gli acciai martensitici sono
quelli con un tenore di C. compreso tra 0,1 e 0,5% con picchi di
1% e tenore di Cr. indicativamente compreso tra 11 e 18%
Gli acciai ferritici sono quelli aventi un tenore Cr. Compreso tra 16 e
30% e tenori di C molto bassi al di sotto dello 0,1%
Gli acciai austenitici sono
quelli che oltre al Cr. In ragione del 15 - 26% contengono anche Ni pari
al 6 - 22% e tenori di C molto bassi con un massimo pari allo 0,2%.
Una delle caratteristiche peculiari degli acciai inossidabili è appunto
la loro resistenza alla corrosione: questa, però, non deve essere intesa
in senso assoluto; si deve invece calibrare l'utilizzo del tipo di acciaio
inossidabile in funzione dell’ambiente di lavoro e delle caratteristiche
meccaniche richieste, che agiscono direttamente sulle condizioni di attività
o passività dell’acciaio inossidabile.
Infatti, si definisce:
- stato di passività quando un materiale è in grado di corrodersi ma la velocità è talmente
limitata da rendere trascurabili gli effetti della corrosione.
- stato di attività quando un materiale è in grado di corrodersi e la velocità è apprezzabile.
La passività si dice spontanea quando basta l’ossigeno atmosferico affinché si instauri il processo
automaticamente inoltre può essere definita labile o stabile a seconda che lo stato passivante venga
distrutto o no per azione degli agenti esterni. Per operare quindi la scelta
dell'inossidabile più opportuno, bisogna quindi porre almeno due domande,
su cui concordano tutti gli studiosi: "Il tipo prescelto è in uno stato
di passività stabile in quel determinato ambiente ?"
"Le condizioni di messa
in opera sono tali da consentire la formazione e la conservazione di uno
stato di passività stabile ?"
A scopo qualitativo si può
dire che:
- I tipi martensitici sono
solitamente meno resistenti alla corrosione degli altri tipi a causa dello
stato tensionale tipico della struttura della martensite; allo stato ricotto
presentano la minima resistenza alla corrosione a causa della precipitazione
dei carburi di Fe e di Cr che vanno a costituire delle zone anodiche.
-
tipi ferritici sono maggiormante
resistenti alla corrosione in virtùdell'unica struttura ferritica presente
senza stato tensionale
-
I tipi austenici sono
forse i più resistenti in quanto vedono in lega percentuali rilevanti
di nichel e molibdeno che permettono di aumentare l'effetto passivante
del cromo.
A questo punto è doveroso dare
un cenno di designazione degli acciai inossidabili, almeno in base alla
normativa AISI (American lron and Steel Institute), per la quale abbiamo
la seguente suddivisione:
- Acciai inossidabili austenitici
al Cr-Mn-Ni designati da un numero a tre cifre con primo numero 2 in forma:
2XX
- Acciai inossidabili austenitici
al Cr-Ni designati da un numero a tre cifre con primo numero 3 in forma:
3XX
- Acciai inossidabili ferritici
e martensitici al solo Cr designati da un numero a tre cifre con primo numero
4 in forma: 4XX.
È giusto concludere questi
brevi note con una piccola tabella indicativa della serie galvanica in acqua
di mare dei principali materiali e delle leghe impiegate nelle costruzioni,
che può rappresentare un paragone abbastanza vicino alle condizioni di utilizzo
per le armi. L’utilizzo è semplice in quanto un materiale della tabella
si corrode se messo in collegamento elettrolitico con un materiale posizionato
più in basso nella tabella stessa: per esempio, nella coppia alluminio -
bronzo, si corrode l’alluminio.
